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本文给出了多指手机器人的运动学方程、动力学方程,并对多指手机器人系统的稳定性做了研究。研究的主要方法是应用相应的数学理论,建立单机器人的运动学和动力学方程及控制,然后将单机器人的方法和结论推广应用于多指手机器人系统。
根据研究内容,全文分为为五章。
第一章介绍了机器人的历史及研究进展,给出了进一步的研究方向,并简要介绍本文的主要工作。
第二章用微分几何的观点重新阐述了机器人的运动学和动力学方程,将机器人的运动学和动力学概念建立在微分几何的框架内,方便后面用几何的理论与方法解决机器人的相关问题。
第三章应用第二章的结论,讨论多指手的手指运动学和多指抓取的性质,推导多指手动力方程和性质。
第四章回顾了机器人一般控制方法和李亚普诺夫稳定性理论,介绍了两种控制规则;计算力矩控制规则和PD控制规则,并讨论了这两种控制规则的稳定性,最后对机器人手的控制规则和控制结构进行了简要讨论。
第五章对具有参数不确定性多指手系统进行了研究。为了使设计出来的控制器能控制内力,首先证明了多指手和物体组成的系统具有的一些性质,然后给出了一种自适应控制器的设计方法,使系统不具激励特性时,此控制器不仅能使系统的运动轨迹达到渐进稳定,而且能使系统的内力达到渐进稳定。